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            東南大學研究團隊首次在分子鈣鈦礦鐵色午夜電體中觀察到渦旋疇結構

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              近日,東南大學化學化工學院國際分子鐵電科學與應用研究院暨江蘇省“分子鐵電科學與應用”重點實驗室在分子鐵電研究中取得重要進展。

              團隊首次在分子鐵電薄膜中發現瞭奇特的“渦旋-反渦旋” (vortex-antivortex)疇結構。

              作為一種特殊的拓撲形態,鐵電渦旋疇中自發極化在有限空間內局域成一個閉合通量,使得該區域尤其是疇壁處具有豐富的物理性質,在鐵電超導器件、場效應晶體管學習通、光電探測器和發光二極管等器件上有廣泛的應用。

              此外,由於渦旋中心能量最低,極化態之間的翻轉更容易,這種疇結構非常適合構築低能耗存儲器。

              目前對渦旋疇結構的研究大多是基於無機鐵電材料,在分子鐵電體中還沒有報道。該文利用“bd氟代效應” 改性策略,成功合成瞭有機-無機雜化鈣鈦礦分子鐵電體(4,4-difluoropiperidinium)2PbI4。

              受對稱性和邊界條件限制,該材料的薄膜中廣泛存在由8個次級疇合並而成的8重態拓撲疇結構。基於晶體結構及壓電力顯微鏡(PFM)成像分析,拓撲疇中一共存在4種極化狀態。

              其中,同一個象限中兩個疇的極化方向相反,呈180˚角;而相鄰象限疇的極化方向夾角為90˚。這樣,該區域的極化在順時針方向存在一個韓國高清電影+2π旋轉(vortex),在逆時針方向存在一個-2π旋轉(anti-vortex),形成漂亮的“渦旋-反渦旋”日本三級電影片結構。

              獨特的疇結構,加之分子鐵電體的機械柔性、易結晶、易成膜等特點,使得(4,4-difluoropiperidinium)2PbI4在器件上有很大的應用前景。

              相關成果以 “Observation of vortex domains in a two-dimensional lead iodine 彭於晏報平安perovskite ferroelectric”為題在化學領域頂級期刊Journal of the American Chemical Society《美國化學會會志》上發表。

              該工作由博士生張含悅大贏傢、宋賢江、陳曉剛等共同努力完成,東南大學為第一通訊單傳奇位。高曉松國籍爭議

              該成果得到“東南大學十大科學與技術問題”啟動培育基金的資助。